JP2008188869A - 接着方法及び液滴吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】接着剤のはみ出しを抑制した接着方法及び液滴吐出ヘッドの製造方法を提供すること。
【解決手段】ノズル基板11の接着領域に混合接着剤55を塗布する塗布工程と、塗布した混合接着剤55のうちノズル開口部21の周縁部と対応する領域を部分的に硬化して土手部22aを形成する部分硬化工程と、ノズル基板11及び流路形成基板12を貼り合せる貼合工程と、混合接着剤55の全体を硬化して接着層22を形成する本硬化工程とを備える。
【選択図】図5
【解決手段】ノズル基板11の接着領域に混合接着剤55を塗布する塗布工程と、塗布した混合接着剤55のうちノズル開口部21の周縁部と対応する領域を部分的に硬化して土手部22aを形成する部分硬化工程と、ノズル基板11及び流路形成基板12を貼り合せる貼合工程と、混合接着剤55の全体を硬化して接着層22を形成する本硬化工程とを備える。
【選択図】図5
Description
本発明は、接着方法及び液滴吐出ヘッドの製造方法に関する。
液滴吐出ヘッドは、吐出口から液状体を吐出するものであり、内部にインクタンクから吐出口に液状体を供給するための流路が形成されている。一般に、このような液滴吐出ヘッドは、流路となる溝や孔などが形成された複数の基板を接着剤で貼り合せることで形成されている。すなわち、吐出口が形成されたノズル基板と圧力発生室を形成する流路形成基板とは、接着剤で貼り合わされている(例えば、特許文献1参照)。
特開2006−56211号公報
しかしながら、上記従来の液滴吐出ヘッドにおいても、以下の課題が残されている。すなわち、接着剤を用いて例えばノズル基板と流路形成基板とを接着させる場合には、接着時に接着剤が流動することで、接着剤がノズル基板に形成された吐出口にはみ出す場合があるという問題がある。また、一般にノズル基板と流路形成基板とは異なる部材で構成されているため、熱膨張係数の違いにより接着後に剪断応力が発生する。そして、剪断応力を小さくするために接着剤を厚めに塗布するので、吐出口へ接着剤がよりはみ出しやすくなる。
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、接着剤のはみ出しを抑制した接着方法及び液滴吐出ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかる接着方法は、第1及び第2部材を接着層により接着する接着方法であって、前記第1部材の接着領域に接着剤を塗布する塗布工程と、塗布した前記接着剤のうち前記第1部材の接着領域の端部を部分的に硬化して土手部を形成する部分硬化工程と、前記第1及び第2部材を貼り合せる貼合工程と、前記接着剤の全体を硬化して前記接着層を形成する本硬化工程とを備えることを特徴とする。
この発明では、接着領域の端部を部分的に硬化させることで、第1及び第2部材を貼り合せたときに未硬化の接着剤が土手部を越えてはみ出すことを防止できる。これにより、非接着領域に接着剤がはみ出すことが防止される。すなわち、接着領域の端部を部分的に硬化することで、高さが塗布した接着剤とほぼ同等の土手部が形成される。この状態で第1及び第2部材を貼り合せたとき、塗布した接着剤が接着領域の端部からはみ出そうとするが、接着剤を部分的に硬化することで土手部が形成されているため、土手部は接着剤が土手部を越えることを阻止する。したがって、接着剤がはみ出すことを防止できる。
また、本発明にかかる接着方法は、前記接着剤が、光硬化性及び熱硬化性を有すると共に、前記部分硬化工程で、前記接着剤のうち前記接着領域の端部に光を照射し、前記本硬化工程で、前記接着剤を加熱することとしてもよい。
この発明では、塗布した接着剤のうち接着領域の端部のみに選択的に光を照射することで、接着剤の他の部分を硬化させずに土手部を形成することができる。そして、第1及び第2部材の貼り合せ後に加熱処理を施すことで、第1及び第2部材を接着できる。
また、土手部を形成する領域と他の領域とで同一の接着剤を塗布するため、土手部を容易に形成できる。
この発明では、塗布した接着剤のうち接着領域の端部のみに選択的に光を照射することで、接着剤の他の部分を硬化させずに土手部を形成することができる。そして、第1及び第2部材の貼り合せ後に加熱処理を施すことで、第1及び第2部材を接着できる。
また、土手部を形成する領域と他の領域とで同一の接着剤を塗布するため、土手部を容易に形成できる。
また、本発明にかかる接着方法は、前記接着剤が、光硬化性を有すると共に、前記第1及び第2部材の少なくとも一方が透光性材料で構成され、前記部分硬化工程で、前記接着剤のうち前記接着領域の端部に光を照射し、前記本硬化工程で、前記第1及び第2部材のいずれか一方を透過させて前記接着剤の全体に光を照射することとしてもよい。
この発明では、上述と同様に、選択的に光を照射することで、接着剤の他の部分を硬化させずに土手部を形成することができる。そして、第1及び第2部材の貼り合せ後に透光性を有する一方の部材を透過して接着剤に光を照射することで、第1及び第2部材を接着できる。
また、土手部を形成する領域と他の領域とで同一の接着剤を塗布するため、土手部を容易に形成できる。
この発明では、上述と同様に、選択的に光を照射することで、接着剤の他の部分を硬化させずに土手部を形成することができる。そして、第1及び第2部材の貼り合せ後に透光性を有する一方の部材を透過して接着剤に光を照射することで、第1及び第2部材を接着できる。
また、土手部を形成する領域と他の領域とで同一の接着剤を塗布するため、土手部を容易に形成できる。
また、本発明にかかる接着方法は、前記接着剤が、熱硬化性を有すると共に、前記部分硬化工程で、前記接着剤のうち前記接着領域の端部を部分的に加熱し、前記本硬化工程で、前記接着剤を加熱することとしてもよい。
この発明では、塗布した接着剤のうち接着領域の端部のみを選択的に加熱することで、接着剤の他の部分を硬化させずに土手部を形成できる。そして、第1及び第2部材の貼り合せ後に加熱処理を施すことで、第1及び第2部材を接着できる。
また、土手部を形成する領域と他の領域とで同一の接着剤を塗布するため、土手部を容易に形成できる。
この発明では、塗布した接着剤のうち接着領域の端部のみを選択的に加熱することで、接着剤の他の部分を硬化させずに土手部を形成できる。そして、第1及び第2部材の貼り合せ後に加熱処理を施すことで、第1及び第2部材を接着できる。
また、土手部を形成する領域と他の領域とで同一の接着剤を塗布するため、土手部を容易に形成できる。
また、本発明にかかる接着方法は、前記第1部材に貫通孔が形成され、前記部分硬化工程で、前記接着剤のうち前記貫通孔の周縁部を部分的に硬化することとしてもよい。
この発明では、第1部材に形成された貫通孔の周縁部に土手部を形成することで、貫通孔内に接着剤がはみ出して貫通孔を詰まらせることを防止できる。
この発明では、第1部材に形成された貫通孔の周縁部に土手部を形成することで、貫通孔内に接着剤がはみ出して貫通孔を詰まらせることを防止できる。
また、本発明にかかる液滴吐出ヘッドの製造方法は、液状体を吐出する吐出口を有する液滴吐出ヘッドの製造方法であって、上記記載の接着方法を用いた接着工程を備えることを特徴とする。
この発明では、上述と同様に、接着剤を介した貼り合せ時に未硬化の接着剤が土手部を越えてはみ出すことを防止できる。
この発明では、上述と同様に、接着剤を介した貼り合せ時に未硬化の接着剤が土手部を越えてはみ出すことを防止できる。
以下、本発明における液滴吐出ヘッドの一実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。ここで、図1は液滴吐出ヘッドの斜視図、図2は図1の分解斜視図、図3は図1の断面図、図4は接着層を示す断面図及び平面図である。なお、以下の説明においては、XYZ直交座標系を用い、ほぼ直方体形状を有する液滴吐出ヘッド1の水平面内における一辺方向をX軸方向、水平面内においてX軸と直交する方向をY軸方向、X軸及びY軸方向と直交する方向であって各基板の積層方向である鉛直方向をZ軸方向とする。また、+Z方向を上方、−Z方向を下方とする。
[液滴吐出ヘッド]
本実施形態における液滴吐出ヘッド1は、インク(液状体)を液滴状にしてノズルから吐出するものである。
そして、液滴吐出ヘッド1は、図1から図3に示すように、ノズル基板(第1部材)11と、ノズル基板11の上面に設けられた流路形成基板(第2部材)12と、流路形成基板12の上面に設けられて圧電素子13の駆動により変位する振動板14と、振動板14の上面に設けられた封止基板15と、封止基板15上に設けられて圧電素子13を駆動する駆動回路部16とを備えている。
本実施形態における液滴吐出ヘッド1は、インク(液状体)を液滴状にしてノズルから吐出するものである。
そして、液滴吐出ヘッド1は、図1から図3に示すように、ノズル基板(第1部材)11と、ノズル基板11の上面に設けられた流路形成基板(第2部材)12と、流路形成基板12の上面に設けられて圧電素子13の駆動により変位する振動板14と、振動板14の上面に設けられた封止基板15と、封止基板15上に設けられて圧電素子13を駆動する駆動回路部16とを備えている。
ノズル基板11は、例えばSUSなどのステンレス鋼で構成されている。そして、ノズル基板11には、貫通孔であってインクの液滴を吐出するノズル開口部(貫通孔、吐出口)21が複数(6個)配列して形成されている。ここで、ノズル開口部21の配列方向は、Y軸方向となっている。そして、配列して形成された複数のノズル開口部21によって、ノズル開口群21A〜21Dが構成されている。ここで、ノズル開口群21A、21BはX軸方向に関して対向配置されており、ノズル開口群21C、21DはX軸方向に関して対向配置されている。また、ノズル開口群21Cはノズル開口群21Aに対して+Y側に形成され、ノズル開口群21Dはノズル開口群21Bに対して+Y側に形成されている。なお、図1では、ノズル開口群21A〜21Dは、それぞれ6個のノズル開口部21によって構成されているように示されているが、実際には例えば720個程度のノズル開口部21によって構成されている。
また、ノズル基板11は、図4に示すように、流路形成基板12と接着層22を介して接着されている。
接着層22は、光硬化性の接着剤と熱硬化性の接着剤とを混合した混合接着剤で構成されており、ノズル基板11のうちノズル開口部21を除くほぼ全面に形成されている。そして、接着層22は、ノズル基板11に形成されたノズル開口部21の周囲を囲む土手部22aを有している。この土手部22aは、ノズル開口部21の縁部を画定しており、混合接着剤のうち光硬化性の接着剤が硬化することによって形成されている。
接着層22は、光硬化性の接着剤と熱硬化性の接着剤とを混合した混合接着剤で構成されており、ノズル基板11のうちノズル開口部21を除くほぼ全面に形成されている。そして、接着層22は、ノズル基板11に形成されたノズル開口部21の周囲を囲む土手部22aを有している。この土手部22aは、ノズル開口部21の縁部を画定しており、混合接着剤のうち光硬化性の接着剤が硬化することによって形成されている。
流路形成基板12は、図1から図3に示すように、例えばシリコンによって構成されており、異方性エッチングによって複数の貫通孔及びこの貫通孔の側壁から内部に向けてそれぞれ突出する複数の隔壁23が形成されている。この複数の隔壁23は、平面視でほぼ櫛歯状に形成されており、この貫通孔を区画している。
また、流路形成基板12に形成された貫通孔は、流路形成基板12とノズル基板11と振動板14とで囲まれることにより複数(6個)の圧力発生室24を形成する。
また、流路形成基板12に形成された貫通孔は、流路形成基板12とノズル基板11と振動板14とで囲まれることにより複数(6個)の圧力発生室24を形成する。
この圧力発生室24は、ノズル開口群21A〜21Dを構成するノズル開口部21に対応してY軸方向に複数配列して形成されている。そして、ノズル開口群21Aに対応して形成された複数の圧力発生室24によって圧力発生室群24Aが構成され、ノズル開口群21Bに対応して形成された複数の圧力発生室24によって圧力発生室群24Bが形成され、ノズル開口群21Cに対応して形成された複数の圧力発生室24によって圧力発生室群24Cが形成され、ノズル開口群21Dに対応して形成された複数の圧力発生室24によって圧力発生室群24Dが形成される。ここで、圧力発生室群24A、24BはX軸方向に関して対向配置され、圧力発生室群24C、24DはX軸方向に関して対向配置されている。
そして、圧力発生室24の基板外縁部側の端部は、流路形成基板12に形成された貫通孔である供給路25に連通されており、この供給路25を介して流路形成基板12に形成された貫通孔である連通部26により互いに連通されている。
そして、圧力発生室24の基板外縁部側の端部は、流路形成基板12に形成された貫通孔である供給路25に連通されており、この供給路25を介して流路形成基板12に形成された貫通孔である連通部26により互いに連通されている。
振動板14は、流路形成基板12の上面に設けられた弾性膜27と、弾性膜27の上面に設けられた下電極膜28とを備えている。弾性膜27は、例えば厚さ1〜2μm程度の二酸化シリコンによって形成されている。また、下電極膜28は、例えば厚さ0.2μm程度のPt(白金)などによって形成されている。なお、下電極膜28は、圧電素子13に共通する電極となっている。
圧電素子13は、図2及び図3に示すように、下電極膜28の上面に設けられた圧電体膜31と、圧電体膜31の上面に設けられた上電極膜32と、上電極膜32の引出配線であるリード電極33とを備えている。
ここで、圧電体膜31は、例えば厚さ1μm程度の金属酸化物によって構成されている。また、上電極膜32は、例えば厚さ0.1μm程度のPtなどによって構成されている。そして、リード電極33は、例えば厚さ0.1μm程度のAu(金)などによって構成されている。
また、圧電素子13は、複数のノズル開口部21及び圧力発生室24のそれぞれに対応して複数設けられている。すなわち、圧電素子13は、ノズル開口部21ごと(圧力発生室24ごと)に設けられている。そして、上述のように、下電極膜28が複数の圧電素子13の共通電極として機能し、上電極膜32及びリード電極33が複数の圧電素子13の個別電極として機能する。
ここで、圧電体膜31は、例えば厚さ1μm程度の金属酸化物によって構成されている。また、上電極膜32は、例えば厚さ0.1μm程度のPtなどによって構成されている。そして、リード電極33は、例えば厚さ0.1μm程度のAu(金)などによって構成されている。
また、圧電素子13は、複数のノズル開口部21及び圧力発生室24のそれぞれに対応して複数設けられている。すなわち、圧電素子13は、ノズル開口部21ごと(圧力発生室24ごと)に設けられている。そして、上述のように、下電極膜28が複数の圧電素子13の共通電極として機能し、上電極膜32及びリード電極33が複数の圧電素子13の個別電極として機能する。
そして、ノズル開口群21Aを構成するノズル開口部21と対応してY軸方向に複数並んで設けられた圧電素子13により圧電素子群13Aが形成され、ノズル開口群21Bと対応して設けられた圧電素子13により圧電素子群13Bが形成され、ノズル開口群21Cと対応して設けられた圧電素子13により圧電素子群(図示略)が形成され、ノズル開口群21Dと対応して設けられた圧電素子13により圧電素子群(図示略)が形成される。ここで、圧電素子群13A、13BはX軸方向に関して対向配置され、ノズル開口群21Cと対応する圧電素子群とノズル開口群21Dと対応する圧電素子群とはX軸方向に関して対向配置されている。
なお、圧電素子13は、圧電体膜31、上電極膜32及びリード電極33に加えて下電極膜28を含むものであってもよい。すなわち、本実施形態における下電極膜28は、圧電素子13としての機能と振動板14としての機能とを兼ね備える構成としてもよい。また、本実施形態では、弾性膜27及び下電極膜28によって振動板14が構成されているが、弾性膜27を省略して下電極膜28が弾性膜27の機能を兼ね備える構成としてもよい。
なお、圧電素子13は、圧電体膜31、上電極膜32及びリード電極33に加えて下電極膜28を含むものであってもよい。すなわち、本実施形態における下電極膜28は、圧電素子13としての機能と振動板14としての機能とを兼ね備える構成としてもよい。また、本実施形態では、弾性膜27及び下電極膜28によって振動板14が構成されているが、弾性膜27を省略して下電極膜28が弾性膜27の機能を兼ね備える構成としてもよい。
封止基板15は、図1から図3に示すように、例えば流路形成基板12と同一材料であるシリコン単結晶によって形成されている。また、封止基板15には、連通部26のそれぞれと対応するリザーバ部35がY軸方向に延びるように形成されている。このリザーバ部35と上述した連通部26とによってリザーバ36が構成される。そして、封止基板15には、各連通部26の側壁に接続されて各連通部26にインクを導入する導入路37が形成されている。
また、封止基板15の上面には、コンプライアンス基板41が接合されている。このコンプライアンス基板41は、封止膜42及び固定板43を有しており、封止基板15に接合されている。
また、封止基板15の上面には、コンプライアンス基板41が接合されている。このコンプライアンス基板41は、封止膜42及び固定板43を有しており、封止基板15に接合されている。
封止膜42は、例えば厚さ6μm程度のポリフェニレンスルフィドフィルムのような剛性が低く可撓性を有する材料によって形成されており、リザーバ部35の上部を封止している。
また、固定板43は、例えば厚さ30μm程度のステンレス鋼のような金属などの硬質の材料によって形成されている。この固定板43のうち、リザーバ部35に対応する領域は、厚さ方向で完全に除去された開口部44となっている。したがって、リザーバ部35の上部は、可撓性を有する封止膜42のみによって封止されているので、内部圧力の変化によって変形可能な可撓部45となっている。また、リザーバ部35の外側のコンプライアンス基板41上には、導入路37に連通してリザーバ部35に機能液を供給するための機能液導入口46が形成されている。
また、固定板43は、例えば厚さ30μm程度のステンレス鋼のような金属などの硬質の材料によって形成されている。この固定板43のうち、リザーバ部35に対応する領域は、厚さ方向で完全に除去された開口部44となっている。したがって、リザーバ部35の上部は、可撓性を有する封止膜42のみによって封止されているので、内部圧力の変化によって変形可能な可撓部45となっている。また、リザーバ部35の外側のコンプライアンス基板41上には、導入路37に連通してリザーバ部35に機能液を供給するための機能液導入口46が形成されている。
また、封止基板15のうちX軸方向における中央部には、図2及び図3に示すように、Y軸方向に延びる溝部47が形成されている。この溝部47により、封止基板15は、圧力発生室群24Aに対応する圧電素子群13Aを封止する封止部48Aと、圧力発生室群24Bに対応する圧電素子群13Bを封止する封止部48Bと、圧力発生室群24Cに対応する上記圧電素子群を封止する封止部(図示略)と、圧力発生室群24Dに対応する上記圧電素子群を封止する封止部(図示略)とに分けられる。
すなわち、封止基板15のうち、圧電素子13と対向する領域には、圧電素子13の運動を阻害しない程度の空間を確保した状態で、その空間を密封可能な圧電素子保持部49が形成されている。圧電素子保持部49は、圧電素子群13A、13Bなどの各圧電素子群を覆う大きさで形成されている。また、圧電素子13のうち、少なくとも圧電体膜31は、この圧電素子保持部49内に密封されている。
圧電素子保持部49によって封止されている圧電素子13のうち、リード電極33の基板中央部側の端部は、溝部47において露出した流路形成基板12上に配置されている。ここで、このように溝部47において露出した流路形成基板12上に位置するリード電極33の一部が圧電素子13の電気的接続部となっている。
すなわち、封止基板15のうち、圧電素子13と対向する領域には、圧電素子13の運動を阻害しない程度の空間を確保した状態で、その空間を密封可能な圧電素子保持部49が形成されている。圧電素子保持部49は、圧電素子群13A、13Bなどの各圧電素子群を覆う大きさで形成されている。また、圧電素子13のうち、少なくとも圧電体膜31は、この圧電素子保持部49内に密封されている。
圧電素子保持部49によって封止されている圧電素子13のうち、リード電極33の基板中央部側の端部は、溝部47において露出した流路形成基板12上に配置されている。ここで、このように溝部47において露出した流路形成基板12上に位置するリード電極33の一部が圧電素子13の電気的接続部となっている。
駆動回路部16は、それぞれ封止基板15の上に圧電素子群13A、13Bなどの各圧電素子群と対応して配設されている。この駆動回路部16は、例えば回路基板または駆動回路を含む半導体集積回路(IC)を有している。また、駆動回路部16は、液滴吐出ヘッド1の外部に設けられた外部コントローラ(図示略)と電気的に接続されており、液滴吐出ヘッド1がこの外部コントローラによって制御される。
そして、駆動回路部16は、溝部47において露出しているリード電極33とワイヤ51によって接続されている。なお、圧電素子13の上電極膜32とワイヤ51とがリード電極33を介して接続されているが、リード電極33を設けずに上電極膜32を溝部47において露出させてワイヤ51と接続する構成としてもよい。
そして、駆動回路部16は、溝部47において露出しているリード電極33とワイヤ51によって接続されている。なお、圧電素子13の上電極膜32とワイヤ51とがリード電極33を介して接続されているが、リード電極33を設けずに上電極膜32を溝部47において露出させてワイヤ51と接続する構成としてもよい。
[液滴吐出ヘッドの製造方法]
次に、以上のような構成の液滴吐出ヘッド1の製造方法について、図5を参照しながら説明する。ここで、図5はノズル基板11と流路形成基板12との接着工程を示す工程図である。なお、本実施形態では、ノズル基板11と流路形成基板12との接着工程に特徴があるため、この点を中心に説明する。
まず、流路形成基板12及び弾性膜27を形成する。ここでは、流路形成基板12を構成するシリコン基板に熱酸化処理を施すことで、SiO2で構成された弾性膜27を形成する。そして、弾性膜27上に下電極膜28を設けて振動板14を形成し、振動板14上に圧電素子13を形成する。続いて、流路形成基板12を構成するシリコン基板にエッチング処理を施すことで、圧力発生室24、供給路25及び連通部26を形成する。
次に、以上のような構成の液滴吐出ヘッド1の製造方法について、図5を参照しながら説明する。ここで、図5はノズル基板11と流路形成基板12との接着工程を示す工程図である。なお、本実施形態では、ノズル基板11と流路形成基板12との接着工程に特徴があるため、この点を中心に説明する。
まず、流路形成基板12及び弾性膜27を形成する。ここでは、流路形成基板12を構成するシリコン基板に熱酸化処理を施すことで、SiO2で構成された弾性膜27を形成する。そして、弾性膜27上に下電極膜28を設けて振動板14を形成し、振動板14上に圧電素子13を形成する。続いて、流路形成基板12を構成するシリコン基板にエッチング処理を施すことで、圧力発生室24、供給路25及び連通部26を形成する。
次に、ノズル基板11と流路形成基板12とを接着層22により接着する接着工程を行う。ここでは、ノズル基板11の表面のうちノズル開口部21を除く領域に光硬化性接着剤と熱硬化性接着剤との混合接着剤(接着剤)55を塗布する(塗布工程、図5(a))。そして、縁部を含むノズル開口部21に対応して開口が形成されたマスク56を用いて塗布された混合接着剤55のうちノズル開口部21の縁部と対応する部分に光を照射する(部分硬化工程、図5(b))。これにより、混合接着剤55のうち光硬化性の接着剤が硬化し、土手部22aが形成され、ノズル開口部21の縁部が画定される。続いて、ノズル基板11と流路形成基板12とを混合接着剤55を介して貼り合せる(貼合工程)。このとき、ノズル開口部21の縁部に土手部22aが形成されているため、貼り合せ時に未硬化である混合接着剤55がノズル開口部21に向けて流動することが阻止される。その後、混合接着剤55に加熱処理を施す(本硬化工程、図5(c))。これにより、混合接着剤55のうち未硬化である熱硬化性の接着剤が硬化し、ノズル基板11と流路形成基板12とが接着層22を介して接着される。このとき、貼り合せ時に硬化していない混合接着剤55の一部が土手部22a上に乗り上げようとすることにより、硬化した土手部22aが形成された領域においてもノズル基板11と流路形成基板12との接着が行われる。以上のようにして、圧電素子13が設けられた流路形成基板12を形成する。
一方、流路形成基板12とは別に、封止基板15を構成するシリコン基板にエッチング処理を施すことで、リザーバ部35や溝部47、圧電素子保持部49を形成する。次に、封止基板15とコンプライアンス基板41とを接合する。以上のようにして、コンプライアンス基板41が接着された封止基板15を形成する。その後、流路形成基板12と封止基板15とを接合し、封止基板15上に駆動回路部16を実装する。以上のようにして、液滴吐出ヘッド1を製造する。
[液滴吐出ヘッドの動作]
このような構成の液滴吐出ヘッド1によりインクの液滴を吐出するには、上述した外部コントローラによって外部に設けられて機能液導入口46に接続された機能液供給装置(図示略)を駆動する。そして、上記機能液供給装置から送出された機能液は、機能液導入口46を介してリザーバ36に供給されて後、ノズル開口部21に至るまでの液滴吐出ヘッド1の内部流路を満たす。
また、上記外部コントローラは、封止基板15上に実装された駆動回路部16などに、例えば駆動電力や指令信号を送信する。そして、指令信号を受信した駆動回路部16は、上記外部コントローラからの指令に基づく駆動信号を各圧電素子13に送信する。これにより、圧力発生室24に対応するそれぞれの下電極膜28及び上電極膜32の間に電圧が印加され、弾性膜27、下電極膜28及び圧電体膜31に変位が生じ、この変位によって各圧力発生室24の容積が変化して内部圧力が高まり、ノズル開口部21から液滴が吐出される。
このような構成の液滴吐出ヘッド1によりインクの液滴を吐出するには、上述した外部コントローラによって外部に設けられて機能液導入口46に接続された機能液供給装置(図示略)を駆動する。そして、上記機能液供給装置から送出された機能液は、機能液導入口46を介してリザーバ36に供給されて後、ノズル開口部21に至るまでの液滴吐出ヘッド1の内部流路を満たす。
また、上記外部コントローラは、封止基板15上に実装された駆動回路部16などに、例えば駆動電力や指令信号を送信する。そして、指令信号を受信した駆動回路部16は、上記外部コントローラからの指令に基づく駆動信号を各圧電素子13に送信する。これにより、圧力発生室24に対応するそれぞれの下電極膜28及び上電極膜32の間に電圧が印加され、弾性膜27、下電極膜28及び圧電体膜31に変位が生じ、この変位によって各圧力発生室24の容積が変化して内部圧力が高まり、ノズル開口部21から液滴が吐出される。
[液滴吐出装置]
以上のような液滴吐出ヘッド1は、図6に示すような液滴吐出装置100に設けられる。この液滴吐出装置100は、液滴吐出ヘッド1を備えるインクジェット式記録装置である。
液滴吐出ヘッド1は、インクカートリッジなどと連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成しており、液滴吐出装置100に搭載されている。液滴吐出ヘッドを有する記録ヘッドユニット101、102には、インク供給手段を構成するカートリッジ103、104が着脱可能に設けられている。そして、この記録ヘッドユニット101、102を搭載したキャリッジ105が装置本体106に取り付けられたキャリッジ軸107に軸方向で移動自在に取り付けられている。
以上のような液滴吐出ヘッド1は、図6に示すような液滴吐出装置100に設けられる。この液滴吐出装置100は、液滴吐出ヘッド1を備えるインクジェット式記録装置である。
液滴吐出ヘッド1は、インクカートリッジなどと連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成しており、液滴吐出装置100に搭載されている。液滴吐出ヘッドを有する記録ヘッドユニット101、102には、インク供給手段を構成するカートリッジ103、104が着脱可能に設けられている。そして、この記録ヘッドユニット101、102を搭載したキャリッジ105が装置本体106に取り付けられたキャリッジ軸107に軸方向で移動自在に取り付けられている。
記録ヘッドユニット101、102は、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。そして、駆動モータ108の駆動力が複数の歯車(図示略)及びタイミングベルト109を介してキャリッジ105に伝達されることで、記録ヘッドユニット101、102を搭載したキャリッジ105がキャリッジ軸107に沿って移動するようになっている。一方、装置本体106には、キャリッジ軸107に沿ってプラテン110が設けられており、給紙ローラ(図示略)などにより給紙された紙などの記録媒体である記録シート111がプラテン110上に搬送されるようになっている。
以上のような接着方法及び液滴吐出ヘッド1の製造方法によれば、ノズル開口部21の周縁部に土手部22aを形成することで、ノズル基板11及び流路形成基板12を貼り合せたときに未硬化の混合接着剤55が土手部22aを越えてノズル開口部21にはみ出すことを防止できる。
また、混合接着剤55が光硬化性の接着剤を混合しているため、ノズル開口部21の周縁部のみに光を照射することで容易に土手部22aを形成できる。そして、混合接着剤55が熱硬化性の接着剤を混合しているため、ノズル基板11と流路形成基板12との貼り合せ後に加熱処理によりこれらを容易に接着できる。さらに、混合接着剤55を用いることで光を照射する領域と他の領域とで異なる接着剤の塗り分けをする必要がないため、接着剤の塗布が容易である。
また、混合接着剤55が光硬化性の接着剤を混合しているため、ノズル開口部21の周縁部のみに光を照射することで容易に土手部22aを形成できる。そして、混合接着剤55が熱硬化性の接着剤を混合しているため、ノズル基板11と流路形成基板12との貼り合せ後に加熱処理によりこれらを容易に接着できる。さらに、混合接着剤55を用いることで光を照射する領域と他の領域とで異なる接着剤の塗り分けをする必要がないため、接着剤の塗布が容易である。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、接着される一方の基板に混合接着剤を塗布した後に光を照射し、流路形成基板との貼り合せ後に加熱処理を施して両基板を接着しているが、土手部を形成した後に両基板の貼り合せを行えば、他の方法で両基板を接着してもよい。
ここで、両基板の一方が透光性材料で構成されている場合には、光硬化性接着剤を一方の基板に塗布して部分的に光を照射することで土手部を形成した後、他方の基板と貼り合せて透光性を有するいずれか一方の基板を透過させて接着剤の全体に光を照射して接着剤を硬化させることにより、両基板を接着させてもよい。
例えば、接着される一方の基板に混合接着剤を塗布した後に光を照射し、流路形成基板との貼り合せ後に加熱処理を施して両基板を接着しているが、土手部を形成した後に両基板の貼り合せを行えば、他の方法で両基板を接着してもよい。
ここで、両基板の一方が透光性材料で構成されている場合には、光硬化性接着剤を一方の基板に塗布して部分的に光を照射することで土手部を形成した後、他方の基板と貼り合せて透光性を有するいずれか一方の基板を透過させて接着剤の全体に光を照射して接着剤を硬化させることにより、両基板を接着させてもよい。
また、土手部の形状は、ノズル開口部の縁部を囲むように形成されていればよく、他の形状であってもよい。
そして、マスクを介して光を照射することによって土手部を形成しているが、マスクを用いずに直接レーザ光を照射することによって土手部を形成してもよい。
さらに、熱硬化性接着剤を一方の基板に塗布して部分的に加熱して土手部を形成した後、他方の基板と貼り合せて加熱処理を施して接着剤を硬化することで両基板を接着させてもよい。
そして、マスクを介して光を照射することによって土手部を形成しているが、マスクを用いずに直接レーザ光を照射することによって土手部を形成してもよい。
さらに、熱硬化性接着剤を一方の基板に塗布して部分的に加熱して土手部を形成した後、他方の基板と貼り合せて加熱処理を施して接着剤を硬化することで両基板を接着させてもよい。
そして、光硬化性及び熱硬化性の接着剤を用いているが、土手部の形成領域を部分的に硬化することができれば、他の接着剤を用いて両基板の接着を行ってもよい。
また、ノズル基板と流路形成基板との接着に本発明の接着方法を適用しているが、例えば封止基板とコンプライアンス基板との接着など、他の基板同士の接着に本発明の接着方法を適用してもよい。
そして、液滴吐出ヘッドの製造に本発明の接着方法を適用しているが、他の部材に本発明の接着方法を適用してもよい。
さらに、液滴吐出装置は、プリンタ単体としてのインクジェット式記録装置に限らず、液相法により各種デバイスを形成するための液滴吐出装置など、他の液滴吐出装置であってもよい。各種デバイスを形成するための液滴吐出装置では、液滴吐出ヘッドより吐出される機能液(液状体)として、液晶表示デバイスを形成するための液晶表示デバイス形成用材料、有機EL表示デバイスを形成するための有機EL形成用材料、電子回路の配線パターンを形成するための配線パターン形成用材料などを含むものが用いられる。これらの機能液を液滴吐出装置により基体上に選択配置する製造プロセスによれば、フォトリソグラフィ工程を経ることなく機能材料のパターン配置が可能であるため、液晶表示装置や有機EL装置、回路基板などを安価に製造することができる。
そして、液滴吐出ヘッドの製造に本発明の接着方法を適用しているが、他の部材に本発明の接着方法を適用してもよい。
さらに、液滴吐出装置は、プリンタ単体としてのインクジェット式記録装置に限らず、液相法により各種デバイスを形成するための液滴吐出装置など、他の液滴吐出装置であってもよい。各種デバイスを形成するための液滴吐出装置では、液滴吐出ヘッドより吐出される機能液(液状体)として、液晶表示デバイスを形成するための液晶表示デバイス形成用材料、有機EL表示デバイスを形成するための有機EL形成用材料、電子回路の配線パターンを形成するための配線パターン形成用材料などを含むものが用いられる。これらの機能液を液滴吐出装置により基体上に選択配置する製造プロセスによれば、フォトリソグラフィ工程を経ることなく機能材料のパターン配置が可能であるため、液晶表示装置や有機EL装置、回路基板などを安価に製造することができる。
1 液滴吐出ヘッド、11 ノズル基板(第1部材)、12 流路形成基板(第2部材)、21 ノズル開口部(貫通孔、吐出口)、22 接着層、22a 土手部、55 混合接着剤(接着剤)
Claims (6)
- 第1及び第2部材を接着層により接着する接着方法であって、
前記第1部材の接着領域に接着剤を塗布する塗布工程と、
塗布した前記接着剤のうち前記第1部材の接着領域の端部を部分的に硬化して土手部を形成する部分硬化工程と、
前記第1及び第2部材を貼り合せる貼合工程と、
前記接着剤の全体を硬化して前記接着層を形成する本硬化工程とを備えることを特徴とする接着方法。 - 前記接着剤が、光硬化性及び熱硬化性を有すると共に、
前記部分硬化工程で、前記接着剤のうち前記接着領域の端部に光を照射し、
前記本硬化工程で、前記接着剤を加熱することを特徴とする請求項1に記載の接着方法。 - 前記接着剤が、光硬化性を有すると共に、
前記第1及び第2部材の少なくとも一方が透光性材料で構成され、
前記部分硬化工程で、前記接着剤のうち前記接着領域の端部に光を照射し、
前記本硬化工程で、前記第1及び第2部材のいずれか一方を透過させて前記接着剤の全体に光を照射することを特徴とする請求項1に記載の接着方法。 - 前記接着剤が、熱硬化性を有すると共に、
前記部分硬化工程で、前記接着剤のうち前記接着領域の端部を部分的に加熱し、
前記本硬化工程で、前記接着剤を加熱することを特徴とする請求項1に記載の接着方法。 - 前記第1部材に貫通孔が形成され、
前記部分硬化工程で、前記接着剤のうち前記貫通孔の周縁部を部分的に硬化することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の接着方法。 - 液状体を吐出する吐出口を有する液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
請求項1から5のいずれか1項に記載の接着方法を用いた接着工程を備えることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
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---|---|---|---|
JP2007025439A JP2008188869A (ja) | 2007-02-05 | 2007-02-05 | 接着方法及び液滴吐出ヘッドの製造方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014015519A (ja) * | 2012-07-06 | 2014-01-30 | Hitachi Chemical Co Ltd | 接着部材及び電子部品の製造方法 |
JP2018016805A (ja) * | 2017-10-03 | 2018-02-01 | 日立化成株式会社 | 接着部材及び電子部品の製造方法 |
-
2007
- 2007-02-05 JP JP2007025439A patent/JP2008188869A/ja not_active Withdrawn
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